【BBF系列协议】TR-135 支持TR-069的STB的数据模型

简介: 【BBF系列协议】TR-135 支持TR-069的STB的数据模型

TR-135 支持TR-069的STB的数据模型


执行摘要


TR-135,启用TR-069的STB的数据模型,定义了用于通过TR-069和TR-106中定义的CWMP远程管理机顶盒(STB)设备上的数字电视(IPTV或广播)功能的数据模型。它包括用于描述STB设备的数据模型以及关于参数值更改通知的规则。还描述了一般用例。TR-135还包括在远程管理这种性质的设备时通常会看到的标准数据模型配置文件。


对网络和PVR内容的访问由(专有)IPTV服务平台管理。ACS可以执行新安装的STB的一些初始配置,包括例如IPTV服务发现服务器的URL,但其主要功能是配置用于故障管理的STB参数和收集用于QoS/QoE监控的统计信息。


TR-135监控统计规范与宽带论坛的TR-160《IPTV性能监控和诊断要求》一致。


1.目的和范围

目的

TR-135,启用TR-069的STB的数据模型,定义了通过TR-069[1]和TR-106[2]中定义的CWMP在STB设备上远程管理数字电视(IPTV或广播)功能的数据模型。IPTV服务包括实时IPTV和VoD(视频点播)。除其他服务外,VoD还包括本文档中定义的CDS(内容下载服务)。


TR-135涵盖了用于描述STB设备的数据模型以及关于参数值改变的通知的规则。还描述了一般远程管理用例;包括在远程管理这种性质的设备时通常会看到的标准数据模型配置文件。


TR-135将STB服务定义为与STB设备的对象的远程管理相关联的容器。使用STBService对象的CPE设备必须遵守TR-106中定义的所有数据层次要求。在TR-106的上下文中,STBService对象是服务对象。因此,各个CPE设备可以在其服务对象内包含一个或多个这些对象,以及TR-106中定义的通用数据对象。多个STBService对象的存在主要适用于CPE设备充当其他非TR-069能力STBService设备的管理代理的情况。例如,互联网网关设备可以充当一个或多个不支持TR-069的STB的管理代理。


范围

图1说明了STB及其关系。该图定义了以下备注的上下文,并显示了STB内部和通过STB的一些数据流。数据流1和2是管理和控制数据流,数据流3至9是媒体数据流。该图还提供了第I.8节的示例。


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STB可以连接到多个外部网络,包括IPTV等宽带网络和DTT(数字地面电视)、CAB(有线)和SAT(卫星)等广播网络。IPTV内容可以以流(例如实况IPTV、VoD)或下载数据(例如CDS服务)的形式提供给STB。来自其他网络的内容通常以流的形式提供。STB接收来自这些外部网络的数据,如果需要的话,通过住宅网关,并以各种方式组合它们以在一个或多个显示设备上显示,每个显示设备可以显示不同的内容。最终用户选择在哪个显示设备上呈现哪个内容。显示器可以通过模拟连接器(例如SCART[33]连接器)、特定数字连接器(例如HDMI连接器)或数字网络连接器(例如以太网或WLAN接口)连接到STB。音频输出也可以是单声道或多声道模拟(耳机、扬声器、线路)、数字(S/PDIF)或网络输出。AV内容的消费可以服从通过CA(条件访问)或DRM(数字版权管理)系统施加的规则。这些可能需要使用智能卡,或者可能依赖于集成在解码芯片中的秘密。


PVR(个人视频记录器)功能可以将压缩和可能加密的AV内容发送到存储设备。除了录制内容并允许在录制结束后查看外,PVR还可以包括延时或时间偏移功能。这允许最终用户暂停内容的消费,然后从暂停时开始恢复。为此,PVR充当缓冲区,其长度等于暂停观看的时间。实时、录制和延时内容支持特技模式(快进、倒带和暂停)


其他PVR功能可以包括VoD(视频点播)事件的记录,其中一段(受保护的)内容被流式传输到STB,或者Push VoD(例如,推送模式CDS),其中一条(受保护)内容被下载到PVR以供最终用户随后可能观看。按下VoD下载由操作员启动。除此之外,Pull VoD也是可用的(例如,Pull模式CDS),其中内容下载不是由运营商自主而是根据用户请求执行的。


如图1所示,IPTV服务由一个或多个(专有)IPTV服务交付平台提供。TR-069远程管理是一个独立的平台。TR-069远程管理和IPTV服务交付平台之间的功能划分没有精确的规则。然而,作为经验法则,有理由假设IPTV服务平台主要涉及媒体处理、权限管理/条件访问和大量供应,而ACS主要负责监控操作和性能,并为故障管理提供支持,即使经过训练的技术人员能够检查特定STB参数并执行诊断测试。ACS还可以执行有限数量的配置。


STB还应被视为家庭网络的一部分,其中STB可以消费内容以及向其他设备提供或中继内容。内容可以本地存储在STB内,存储在诸如DLNA媒体服务器的另一个家庭网络设备内,或者可以来自家庭网络连接到的一个或多个外部网络。本地和远程访问可以同时进行。


基于该场景,本规范的目标如下:


  • 启用ACS对IPTV服务平台不负责的对象和参数的配置。
  • 启用操作状态监控,并从ACS检查STB的特定参数。
  • 通过对QoS(服务质量)和QoE(体验质量)的估计,实现对任意一组STB(从1到数百万)的性能监控,其中QoS和QoE在TR-126[3]中定义。
  • 支持各种类型的STB,包括DTT和IP STB,具有或不具有PVR和其他可选功能。
  • 容纳作为TR-106[2]中定义的互联网网关设备的一部分嵌入的STB设备。
  • 容纳独立的STB设备,即在TR-106[2]中定义的独立硬件设备中实现。


2 USE CASES

对于第1.2节的场景,可以考虑许多远程管理用例。其中一些在这里介绍。STB数据模型至少支持这些用例所暗示的功能。


远程管理活动的分类可参考FCAPS模型[30]进行系统管理,其中FCAPS代表:


  • Fault
  • Configuration 配置
  • Accounting
  • Performance
  • Security


STB数据模型不需要考虑所有FCAPS功能。通常,支持的FCAPS功能包括故障、配置和性能。会计和安全功能通常利用预先存在的基础设施,因此此处不考虑相关用例。


STB的配置既由IPTV服务平台完成,也由更高层OS通过ACS完成。这也可以由训练有素的技术人员完成,通常作为对最终用户投诉的反应。后一项活动在此称为故障管理。


性能管理可由ACS定期执行,以在故障发生时尽快尝试并识别故障,或由故障管理人员在有限的STB上执行,以用于特殊目的。


故障管理通常由STB的故障通知驱动。它通常由高层OSS系统根据ACS发出的信号自动执行。


这些用例将在以下章节中简要讨论,并在附录I中重新讨论。


配置


ACS可以执行新安装的STB的一些初始配置。例如,它可能启动频道扫描以填充DTT服务列表数据库,或者它可能设置一些用户偏好,例如音频和字幕语言。在初始配置期间,ACS还可以更新STB固件。大部分初始配置将由IPTV服务平台执行。


故障管理


经过培训的技术人员可以控制STB,通常是响应客户投诉。STB故障可能是客户设置不当的结果,也可能是由于网络或硬件问题。访问STB数据模型允许技术人员执行多项任务,即:


  • 验证/恢复STB配置。ACS控制下的STB数据模型参数可以重新配置为ACS中包含的正确值
  • 验证/更新软件版本。不正确的软件版本(例如,STB关闭了很长时间,并且没有包含在上一次软件升级活动中)可能会导致操作不当。在这种情况下,操作员可以强制将STB软件升级到最新版本。
  • 执行诊断。技术人员可以运行诊断测试,以确定故障是在网络中(以及在哪个点)还是在STB中,并尝试对故障进行分类。技术人员还可以请求STB显示颜色条,以检查输出模块和STB显示连接。


根据情况,技术人员可以在STB的特定子集(例如,通过一系列序列号、特定软件/硬件版本、所处地理区域来标识)或在单个设备上执行操作,例如强制执行纠错操作以尝试和改进网络性能。


性能管理


ACS对机顶盒性能进行自动监控。性能报告可以包括QoS参数(例如,平均比特率、抖动和丢包率等网络参数)、QoE参数(例如视觉、质量指示符或信道变化平均速度的指示符)、使用统计信息(例如,某一时间有多少STB打开,或者它们中的每一个保持调谐到某个频道)。


可以执行以下监测活动:


定期在所有STB设备上检查网络和设备是否正常工作,


  • 在STB设备的子集上,例如在通过定期测试识别问题之后。选择子集的标准可以是地理或与STB的特定特性(制造商、硬件和/或软件版本)相关。
  • 定期在特定STB设备上。这里的问题可能是管理与高级服务订户的SLA(服务级别协议)。一旦这些问题出现,可以使用绩效管理来识别这些问题。然后,故障管理技术人员可以采取行动解决问题。


STB QoS和QoE报告功能允许在服务级别进行“被动”测量。这些可能是“服务中”,即在包含用户内容的流上进行测量,以及“服务外”,即,在用户不消费内容时,STB被迫连接到的参考流上执行测量。在许多情况下,这两项都对运营商至关重要,例如:


  • 通过收集和汇总整个用户群的STB报告,了解和衡量交付给各个终端用户的QoE。
  • 对所提供的服务进行故障排除:STB报告允许对收集的报告进行近乎实时的处理,并允许操作员确定故障所在的指示器的相关性:在前端、网络、本地环路、家庭网络或STB本身。
  • 评估和衡量中长期提供的IPTV服务,并定义和控制是否实现了性能目标。
  • Pro主动捕捉一些正在增加的隐藏行为,并降低服务性能,但尚未被最终用户注意到。
  • 积极主动地管理某些最终用户,他们的服务水平很差,但尚未致电客户服务。
  • 在聚合报告上配置和定义运营管理服务质量阈值,这些报告可以进行调整,以便在最终用户发现或报告问题之前采取行动。
  • 了解环路和端到端行为,以便设计和评估IPTV服务的纠错策略。
  • 管理服务维护,了解网络中的任何变化、设备升级或新设备插入对IPTV服务的影响


3 ARCHITECTURE(架构)

该数据模型仅描述严格特定于STB的功能。STB以及其他设备(如PVR的硬盘或智能卡)中可能存在的其他功能是单独建模的。


图2描述了参数定义部分所示的STBService对象结构。此图提供了此数据模型中存在的不同对象及其嵌套方式的高级概述。


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以下各节对STB数据模型进行了高级概述。图2说明了对象层次结构,但没有说明对象之间的逻辑关系。有关这些逻辑关系的解释,请参阅AVStreams(第5.3节)和AVPlayer(第5.4节)对象的描述。


3.1 CAPABILITIES

STB数据模型包含一个能力对象,该对象描述STB的每个组件(功能块)可以做什么。组件CCC的能力在.Cabilities.CCC.中建模。;每个CCC实例都在.Component.CCC.{i}中建模。


功能描述了支持的音频和视频标准等细节。视听标准通常指示允许哪些音频标准与哪些视频标准一起使用。除此之外,某些STB可能不支持列出的音频和视频标准的所有组合。出于这些原因,“功能”对象列出了每种视频标准所支持的音频标准。


功能仅包含只读对象和参数,这意味着只有固件更新才会导致值更改。


3.2 COMPONENTS(组件)

STB数据模型包含描述设备功能块的Components对象。它包含以下组件:前端、PVR、AudioCoder、VideoDecoder、AudioOutput、VideoOutput、SCART、CA和DRM,每个组件(PVR除外)都可以是多实例的。


组件对象是静态创建的,并在整个STB操作期间持续存在,即STB在启动时创建其支持的组件对象实例,并且在操作期间不添加或删除任何组件对象实例。并非所有对象实例都必须同时运行,因此它们可以通过“启用”参数启用/禁用,其状态(启用/禁用/错误)通过“状态”参数提供给ACS。此外,需要识别对象实例,因此,通过“名称”参数,ACS可以使用STB选择的名称。


FrontEnd(前端)

前端对象为网络侧接口建模。


前端充当网络和STB的内部功能块之间的接口。网络可以是家庭网络或外部网络(例如DTT、IPTV)。根据网络类型,前端对象建模的连接可以是单向的(例如DTT),也可以是双向的(IP)。IP前端可以是双向的,因为STB既可以是内容目的地,也可以是内容源。


给定STB中的前端实例通常与STB的硬件能力紧密对应。例如,具有两个DTT调谐器和一个IPTV接口的混合STB将预期具有两个DTT前端和一个IP前端,理论上所有这些都可以同时运行。


此版本的数据模型未定义CAB(电缆)和SAT(卫星)前端对象,因此如果要对此类前端进行建模,则需要供应商扩展,例如.Component.FrontEnd.{i}.X_ABCDEF_DVBS。


注意:IP前端为STB的LAN连接建模,是一个逻辑概念而非物理概念,这意味着STB永远不会有一个以上的IP前端,即使它有多个LAN IP或物理接口(由TR-106[2]中定义的通用对象建模)。IP前端通常能够同时处理多个输入和输出流。


假设作为同一节目的一部分的输入音频、视频和数据被同步,以便它们可以被一致地显示。可以通过复用流实现同步,其中最常见的格式是MPEG2-TS[22]。它也可以在IP层通过直接通过IP发送基本(单媒体)流来实现。不同的前端对象可以支持不同的同步格式,无论是否复用。


多路复用最简单的情况是广播接口,例如DTT,其中(多节目)MPEG2-TS分组直接映射到物理层。复用、定时和同步都由MPEG2-TS层执行。


更复杂的情况是IP接口。与DTT物理层一样,IP协议栈允许携带MPEG2传输流数据包。除此之外,IP框架还提供了自行实现复用、定时和同步的选项,这意味着MPEG2-TS层不是严格必要的。例如,可以通过RTP协议在IP框架中实现定时和同步,整个协议栈是RTP/UDP/IP。另一种可能的协议栈是HTTP/TCP/IP。IP框架还允许描述音频/视频/数据复用。目前,这种仅限IP的选项远不如IP上的MPEG2-TS常见,但在未来可能会获得势头,因为它得到了一定数量的SDO的支持,例如ISMA[31]。


由于IP传输的不连续性,在IP前端的入站侧建模了去抖动缓冲区。可以出于故障管理的目的修改缓冲区大小,尽管这会破坏正常操作,以最小化下溢和溢出,同时将缓冲延迟保持在最小。


通过对入口和出口MEPG2-TS分组速率进行计数,在MPEG2-TS级别执行去抖动缓冲器状态的监视。


PVR

PVR存储来自任何前端的节目,并将存储的节目发送到音频和/或视频解码器或(输出)IP前端。PVR可访问的所有嵌入式存储都通过STB内的TR-140[4]StorageService实例进行建模。


如第1.2节所述,PVR还执行标准(类似VCR)记录功能以及延迟或特技模式等高级功能。假设PVR功能由IPTV服务平台管理。


STB数据模型对PVR的支持仅限于描述其功能和引用TR-140 StorageService对象。此外,AV流(第5.3节)对象具有PVRState参数,该参数指示它们是否正在使用PVR,如果是,则指示其播放状态。


AudioDecoder(音频解码器)

AudioDecoder对象描述负责音频解码的功能块。


音频解码器接收基本音频流,解码音频,并将未压缩的本地音频流输出到音频输出对象。


VideoDecoder(视频解码器)

VideoDecoder对象描述负责视频解码的功能块。


视频解码器接收基本视频流,解码视频,并将未压缩的本地视频流输出到视频输出对象


AudioOutput(音频输出)

音频输出从一个或多个音频解码器接收未压缩的音频流,并根据相关呈现标准的要求执行格式调整(例如,扬声器和/或耳机所需的模拟单声道或立体声音频,特定数字设备所需的S/PDIF或HDMI/HDCP)。音频对指定输出格式的适配可以包括数模转换或其他模拟或数字处理,包括加密。


每个音频输出都映射到一个或多个物理输出连接器。如果音频输出直接映射到SCART连接器,则在数据模型中通过从音频输出到相应SCART实例的引用来表示(其他类型的物理连接器未建模)。


VideoOutput(视频输出)

VideoOutput对象描述负责视频渲染的功能块。


视频输出从一个或多个视频解码器接收未压缩视频流,并根据相关呈现标准(例如,模拟或数字显示器,可能具有STB和显示器之间的加密链接)的要求执行格式调整。视频输出还可以提供色条测试模式,以检查显示设备的操作以及STB和显示器之间连接的存在和质量。将视频适配到指定的输出格式可以包括各种动作,如数模转换、调整大小、纵横比转换和添加模拟或数字保护。


每个视频输出都映射到一个或多个物理输出连接器。当视频输出直接映射到SCART连接器时,这在数据模型中通过从视频输出到相应SCART对象实例的引用来表示(其他类型的物理连接器未建模)。


SCART

SCART(Sociétédes Constructeurs d’Appareils Radiorécepteurs et téléviseurs)连接器[33]由欧洲SDO CENELEC指定,在欧洲AV设备中非常流行。发送到监视器的视频格式(CVBS、S-video、RGB等)和纵横比(“存在”控制信号)在数据模型中可用。


STB中SCART连接器的使用允许与现有模拟设备轻松集成。通常,机顶盒中最多提供两个SCART插座,一个用于标准清晰度电视,另一个用于VCR。


CA

CA(条件访问)组件包含STB可能支持的CA机制之一的细节。原则上,可以有任何数量的CA平台,包括任何平台(例如,在免费机顶盒中)。


DRM

DRM(数字版权管理)组件包含STB可能支持的DRM机制之一的细节。原则上,可以有任何数量的DRM平台,包括任何平台(例如,在免费播放的STB中)。


HDMI

HDMI组件模拟STB HDMI功能的特性,例如输出分辨率模式和值。它还包含一个子对象,提供所连接HDMI显示设备(通常是电视机)的详细信息:例如,STB被请求应用于音频以保持“唇同步”同步的延迟。这是ACS的只读参数,通过HDMI接口与STB通信。


SPDIF

SPDIF组件模拟STB的S/PDIF功能的特征。它允许ACS在外部音频放大器不支持多声道音频格式解码的情况下强制将音频格式向下混合到立体声PCM中。它还包含一些参数来管理音频延迟(以保持唇同步)


3.3 AV STREAMS

AV流由以以下方式之一协同工作的组件链建模:


  • 前端→{AudioDecoder,VideoDecoder}(正常观看)
  • 前端→PVR{AudioDecoder,VideoDecoder}(具有延时/特技模式/录制的正常观看)
  • 前端→PVR(录音)。
  • PVR→{AudioDecoder,VideoDecoder}(查看预先录制的内容)。
  • PVR前端→(STB充当媒体中心:在家庭网络设备上观看预先录制的内容)。
  • 前端→前端(将网络内容(例如DTT或IPTV)流到家庭网络设备)
  • 前端→PV→R前端(将网络内容(例如DTT或IPTV)流式传输到具有时间延迟/特技模式/录制的家庭网络设备)。


因此,STB数据模型支持的流模型是音频+视频/仅音频/仅视频流从前端(例如DTT、IP)流到音频和视频解码器、PVR或IP出站前端;或者,来自PVR的流流到音频和视频解码器或IP出站前端。


AV流在.AVStreams.AVStream.{i}中建模。每个AV流对象指示它是否涉及PVR,并且还与相关的前端、音频解码器和视频解码器实例相关联。


图3说明了组件关系。在图中,大多数组件通过互连总线连接。互连总线在需要时执行解复用/复用功能,并且还考虑定时和同步约束。互连总线还执行前端、解码器和PVR数据格式之间的适配,原则上可以不同。例如,虽然MPEG2-TS[22]是可能的,但没有关于PVR数据格式的假设。互连总线虽然从概念角度来看是必要的,但不需要建模,因此不存在于STB数据模型中。


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图4是图3的一个版本,其中包括阴影区域,说明了一些可能的AV流。


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3.4 AV PLAYERS

AV播放器接收一个或多个AV流,并将它们与音频输出和视频输出对象相关联。


在许多情况下,最终用户将观看一个节目,并且只有一个AVStream。在一些更复杂的情况下,例如涉及同时观看节目(画中画/马赛克),可能来自不同前端的多个AVStreams需要合并并一起交付。


AV播放器在.AVPlayer.AVPlayer.{i}中建模。每个AV播放器对象与一个主AV流、零个或多个PIP AV流、0个或更多音频输出对象以及零个或更多视频输出对象相关联。


最终用户可能希望同时向不同的输出设备发送多个AVStreams,例如,一个流发送到电视机,另一个流则发送到VCR或DVD记录器,因此AVPlayer需要是多实例对象。


例如,AV流可以通过模拟RGB输出(通常通过SCART)发送到VCR,也可以发送到HDMI输出。这可以通过引用AV流对象和多个音频输出和视频输出对象的单个AV播放器来建模。涉及多个AV播放器实例的情况是在电视机上观看节目,同时在VCR上录制另一个节目。


图5说明了逻辑AV播放器模型,显示了一个主AV流与两个PIP(画中画)流一起显示的情况。音频流通常与主视频流相关联,但并非必须如此。数据模型说明了与主和PIP视频流集合一起呈现的完全独立的音频流的情况。


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3.5 SERVICE MONITORING

根据描述STB全局操作的参数和服务类型(例如IPTV、VoD、DTT)收集服务监控统计信息。定义服务类型的主要原因是它们对应于不同的协议栈和配置,跨多个服务类型收集的统计信息将毫无意义。


统计数据分为八类:De-jittering、RTP、MPEG2-TS、TCP、视频解码、音频解码、视频响应和高级度量。RTP和MPEG2-TS类别中的许多参数取自[35]。


对于每个类别(例外:高级指标没有总统计数据),有两种类型的统计数据:


  • 总统计数据,通常只计算自STB上次启动或统计数据上次重置以来发生的事件数量,例如接收的数据包数量。
  • 样本统计数据,在一个样本间隔内测量,并作为最近n个样本的列表提供给ACS。


3.6 APPLICATIONS

STB数据模型包含包含与高级应用相关的信息的应用对象。


受众统计信息


此对象包含按频道组织的观众观看统计信息。


服务提供商


此对象包含特定于服务提供程序的参数。目前,ACS使用它来配置服务发现服务器的URL。[39]中包含了服务发现服务器功能的示例。通过连接到服务发现服务器,STB获得关于一个或多个服务提供商的信息。该对象显示STB检索的服务提供商描述。用户可以从中获得有关服务提供商编程的信息。


CDSPush和CDS Pull


CDS(内容下载服务)允许运营商将内容片段(通常是视听文件,但不限于此)下载到STB盘的运营商管理区域。CDSPush和CDSPull对象分别为该服务的Push和Pull模式建模。基本上,这些对象向ACS提供下载到STB中的内容项的列表。ACS还可以配置这些列表以请求删除特定项目以进行故障排除。出于隐私的考虑,CDSPull对象的内容项列表的STB显示可能受到用户授权的约束,例如可以通过STB本地用户界面进行授权。


4 修订记录

修订时间 修改版本号 修订内容
September 2019 tr-135-1-4-1 Added objects for Service Monitoring of Events
August 2015 tr-135-1-4-1 Added USP support (split XML into common, CWMP and USP files)
November 2012 tr-135-1-3-0 Added loss event histograms
July 2011 tr-135-1-2-0 Added Alias parameters
February 2013 tr-135-1-1-1 Added CDS, HDMI and S/PDIF objects
September 2009 tr-135-1-0-0 Original
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